第12讲 简单机械 第2节 滑轮、斜面及机械效率-【学海风暴·PK中考】2026中考物理备考（江西专用）

第2节滑轮、斜面及机械效率 过考点 考点□滑轮、刹面和轮轴(10年6考】 1.滑轮、滑轮组 力的关系和距离的 名称 示意图 定义 实质 特点 关系（忽略滑轮重、 绳重和摩擦) 相当于一个等臂 可以① 定滑轮 轴固定不动的滑轮 ,但不 F=G.s=h 杠杆 省力，也不省距离 相当于一个省力杠可以② 轴可以随被吊物体 动滑轮 杆，动力臂是阻力 F=3 G. 但费距离（不能改 -起运动的滑轮 臂的2倍 变力的方向) s=2h ④ 把定滑轮和动滑轮 既可以省力，又可 1 F=-G,s=④ 滑轮组 巾 组合在一起 以改变力的方向 h 2.斜面、轮轴 定义 个与水平面成一定夹角的倾斜平面 可以省⑤ ,但费距离。在忽略摩擦的情况下，若斜面长是斜面高的倍，则沿斜面的拉力就 斜面 特点 是物体重力的⑥ 应用 盘山公路、螺丝钉上的螺纹等 定义 由轮和轴组成的能绕共同轴心转动的简单机械 轮轴 (1)若动力作用在轮上，阻力作用在轴上，就省力，如汽车方向盘、螺丝刀、水龙头和门把手等 特点及 (2)若动力作用在轴上，阻力作用在轮上，就费力，如汽车前窗的雨刮器，自行车通过链条带动车 应用 轮转动等 力识链接 斜面的坡度越小越省力，但距离会增长；坡度越大越费力，但距离会缩短。轮轴实质上是一 个可以连续旋转的杠杆，使用轮轴时，力臂就是对应的轮半径和轴半径。 108 己0已6江西物理 教材素材小练 与参>诊> 1.(教科版图片改编)小明同学使用如图所示的滑轮匀速提升一个钩码，已知钩码的重力为G1,他自 身的重力为G2,他向下用力使绳端移动的距离是5。若不考虑绳子与滑轮之间的摩擦，则他对钩 码做的功为 ,他对地面的压力为 车龙头 虽说不能省 刹车控制器 力，但可以 把上提改为 下拉。 脚踏板 第1题图 第2题图 2.(教科版素材改编)机械以各种不同的形式展现在生活中，成为生活中不可或缺的部分。如图所 示的是自行车。关于其对机械的应用，下列说法正确的是 A.螺丝和螺帽：相当于斜面类简单机械，费距离 B.脚踏板：属于等臂杠杆 C.刹车控制器：属于杠杆，能省距离 D.车龙头：属于轮轴，能控制自行车的方向和节省距离 考点日 机械效率(10年4考) 有用功 对人们有用的功，或为完成某项任务而必须做的功，用W有表示 三种功 额外功 对人们没有用但又不得不做的功，用W表示 总功 有用功与额外功⑦ ,用W表示 定义 8 跟⑨ 的比值，用符号刀表示 Gh 计算 公式 W煮×100% 竖直匀速提升物体的滑轮组：)=×100% nFX100% 机械效率 一W品 水手为连拉动物体的清轮组：×100%一 FX100% 特点 总是小于1，用百分数表示，没有单位 提高方法 (1)减小机械自身的重力：(2)减小机械间的摩擦；(3)同一机械，增大物重 名师点拔 机械效率是反映机械性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。机械效率的 高低与机械是否省力、机械做功快慢和机械做功多少均无关。 。教材素材小练 ◆◆>PPB 3.(沪粤版练习改编)使用一个滑轮组匀速提升货物，若货物的重力为720N,且绳子的自由端移动 3m时，货物被提升1m,则拉绳子的力为 N,该滑轮组的机械效率是 (滑轮重、绳重及摩擦不计) 中考考点整合 109 易错易混辨析 与>修协>修 判断下列说法是否正确，正确的打“/”，错误的打“×”。 (1)滑轮组的省力情况是由承担滑轮和货物总重的绳子的股数决定的。 ( (2)使用任何机械都不可能做到既可省力又可省功。 ( ) (3)若摩擦不能忽略，则使用定滑轮提升物体时既费力又费功。 ( ) (4)使用滑轮组可以提高机械效率。 (5)滑轮组的机械效率越高，拉力做功就越快。 ( 攻 重难 重难点机械效率的相关计算 (2)该斜面的机械效率)。（结果精确到 例用右图所示的滑轮组将重540N 0.1%) 的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上 (3)物体受到的摩擦力f。 升10m,绳端拉力为200N(不计绳重和 我的解答 滑轮与绳之间的摩擦)。则动滑轮重 N,此过程该滑轮组的机械效率为 【点拨】由图可知绳子股数→根据G动=F G求出动滑轮重。根据s=h求出绳子自由端 移动的距离→根据W=Fs求出总功；已知物重 和提升高度→根据W有用=Gh求出有用功→求 出机械效率。 变式1水平方向滑轮组类 如右图，某同学用滑轮组 拉动重力为600N的物体A, ©A 使物体A水平向左匀速直线运动1m,所施加的 拉力F=100N(忽略绳重和滑轮重)。若该滑轮 组的机械效率为75%，则滑轮组做的有用功为 J,地面对物体A的摩擦力为 N。 ￥变式2斜面类 (2025南昌二模)如右图 所示，斜面长度s=10m,高度 h=5m。用平行于斜面的大小为120N的拉力 F,将重力为G=200N的物体，由斜面的底端匀 速拉到顶端，用时t=20s。求： (1)拉力做功的功率P。 110 己口已6江西物理 探实验 实验探究影响滑轮组机械效率的因素 实验要点 实验过程0 1.用所给器材组装滑轮组，如右图所示。 2.将钩码挂在滑轮组下方，记录所挂钩码的 ,用弹簧测力计 拉住绳子自由端。 3.用刻度尺分别记录下钩码和绳子自由端的 4.用弹簧测力计 拉动绳子自由端，使钩码上升一段距离，记录弹簧测力计的示 数，并记录钩码和绳子自由端的 5.根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离h和绳子自由端移动的距离s,然后算出 功和总功，再计算该滑轮组的机械效率。 6.保持滑轮组不变，改变所挂钩码的重力，重复上述实验步骤。 7.保持钩码重力不变，改变 个数，重复上述实验步骤。 实验笔记© 1.实验主要器材的作用 (1)弹簧测力计的作用：测量力的 (2)刻度尺的作用：测量钩码上升的 和绳子自由端移动的 (3)钩码的作用：反映 的大小。 2.滑轮组的绕线方法 绳子股数为奇数时，先将绳子一端固定在 滑轮的挂钩上，然后依次绕过定滑轮、动滑 轮；绳子股数为偶数时，先将绳子一端固定在 滑轮的挂钩上，然后依次绕过动滑轮、定滑轮。 3.实验研究方法：控制变量法 (1)探究滑轮组的机械效率与物重的关系：控制 滑轮组提升重物的高度相同。 (2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系：控制滑轮组提升重物的重力、高度相同。 (3)探究滑轮组的机械效率与提升重物的高度的关系：控制同一滑轮组提升重物的 相同。 针对训练 码升高。 例同学们进行了“探究影响滑轮组机械 效率因素”的实验。 【证据】 (1)实验步骤如图甲、乙、丙、丁所示。实验 中要竖直 拉动弹簧测力计，使钩 中考考点整合 111 (2)下表是小华同学记录实验数据的表格， ↑FN 其中①②两处的数据应该是 和 234sm 实验钩码重 成 钩码上升 绳端拉 绳端移动 机械 次序力G/N 高度h/m力FN 的距离s/m 效率1 (3)小明同学利用图甲滑轮组，只改变物重 4 0.1 2.7 0.2 74% 进行了多次实验（忽略绳重和摩擦），作出了如图 4 0.1 1.8 0.3 74% 己所示的图像。已知该图像的纵坐标表示滑轮 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 组机械效率的倒数，则该图像的横坐标所表示的 8 0.1 2.5 ① ② 物理量是 (4)某次实验时，弹簧测力计的读数为F,钩 【解释】 码的重力为G,动滑轮的重力为G'。若不计绳 (1)通过比较 (填实验次序)两 重及摩擦，则该滑轮组机械效率的表达式为？ 次实验的数据得出结论：使用同一滑轮组提升同 。(用所给字母表示) 一重物时，滑轮组的机械效率与绳子股数无关。 (2)通过比较 (填实验次序)两 (5)有的同学认为：“机械越省力，它的机械 次实验的数据得出结论：使用同一滑轮组提升 效率越高。”你认为这句话是 (选填 重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。 “正确”或“错误”)的，这可用小华收集的 两次实验的数据对比分析来判断。 【交流】 (6)图乙所示的实验中，若拉力F的方向并 (1)小华同学发现实验过程中边拉动边读 非竖直向上，而是向右倾斜（图中未画出），则测 数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止时读数。 出的机械效率将 (选填“变大”“变 你认为他的想法 (选填“正确” 小”或“不变”)。 或“不正确”)。 (7)科学推理实验表明：额外功越小，有用 (2)为提高滑轮组的机械效率，根据以上结 功越接近总功。进一步推理得出，假如没有额外 论和生活经验，可采取的措施是 功，有用功等于总功。由此可见，使用任何机械 A.增加物体提升的高度 都不省功。你所学的物理知识中运用这种研究 B.加快提升物体的速度 方法得出的物理规律是 C.减小动滑轮的重力 (8)节能意识汽车可看成一种“机械”，提高 D.减小物体的重力 其效率对节能减排有重要意义。以下三种提高 效率的方法中，方法 与上述由2、3两 通关再问⊙ 次实验得出结论的原理相同。 (1)小华同学分析实验数据后发现，只要滑 方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量 轮组的结构和绕线方式一定，测滑轮组机械效 装满人员。 率时，实验器材可以不需要 方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车 (2)图戊中阴影部分的面积表示的实验中 重力。 的物理量是 该物理量（阴影部分 方法三：经常给汽车做保养，保持良好的 面积)大小为 润滑。 112 己口26江西物理 刷真题 命题点二 滑轮及其他简单机械的理解与 向上提升总重力为G的钩码。当钩码上升的 计算 高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细 1.(2021江西T7)如右图所示，在拉力F 绳上做另一个标记B,并测得A、B两点间的 作用下，物体A以0.1m/s的速度匀速 距离为2H(如图乙所示)。不计摩擦与绳重， 上升，则绳子自由端移动的速度是 以下所求物理量正确的是 ) m/s;若以动滑轮为参照物，物体 A.拉力所做的功W=2FH A是 的。 B.拉力所做的有用功W有用=GH 2.(2019江西T14)如下列图片所示，重力为G C.该滑轮组的机械效率7<1 的物体在不同简单机械中均处于平衡状态 G D.该滑轮组的机械效率)一3 (不计机械自重和摩擦)。拉力F1、F2、F3、F4 5.(2023江西T16)如下列图片所示，利用斜面 的大小关系是 将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面 搬进车厢省力多了。某同学用100N的力沿斜 面向上匀速推动箱子，已知箱子的质量为20kg, 斜面长3m,斜面高1.2m,g取10N/kg。 G A.F2<F3=F4<F1B.F2<F4<F1<F3 C.F4=F2<F1<F3D.F4<F2<F3<F1 2四 3.(2020江西T18,多选)如右图所 横梁 利用斜面搬运 徒手搬运 示，将重6N的物体匀速拉高 (1)求箱子受到的重力。 20cm。在此过程中，不计滑轮 (2)求箱子受到的摩擦力。 装置自重、绳重和摩擦。下列说 地面G=6N (3)求斜面的机械效率。 法正确的是 ( (4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法？ A.绳子自由端被拉下1.2m B.绳子对地面的拉力为1N C.滑轮组对物体所做的功为1.2J D.横梁受到的拉力为9N 命题点已机械效率的计算 4.(2016江西T15,多选)在“测滑 轮组机械效率”的实验中，瑞瑞 2H 同学在与动滑轮相切的细绳上 做一个标记A(如图甲所示)，然 后用大小为F的拉力匀速竖直 温馨提示。复习完本节内容后，请完成集训本中相应的“模块分层练习”。 中考考点整合 113教材素材小练 中，动力和阻力都与杠杆垂直，力臂的大小恰好等 1.省力420将手向后移动（合理即可）》 于支点到力的作用点的距离：为避免偶然性，可通 2.3001.5×105 过改变力的方向使得力臂不等于支点到力的作用 ○攻重难 点的距离，以此验证猜想二是否正确。通过小红和 例①如下图所示 小明所测得的实验数据可以验证猜想二是错误的： 若想验证猜想一是否正确，需要用刻度尺测出正确 的力臂。通过上述验证可知，力臂是支点到力的作 用线的距离。 第2节滑轮、斜面及机械效率 变式如下图所示 ⊙过考点 ①改变动力的方向 ②省力③2 ④n ⑤力 ⑥ ·⑦之和⑧有用功⑨总功 n 教材素材小练 例②变大变大【解析】将木棒缓慢地由最初位置 拉到图中虚线所示位置的过程中，拉力F始终垂直于 1.G1sG2-G1 2.A3.240100% 木棒，则动力臂不变，阻力为木棒的重力，其大小也不 易错易混辨析 变；当木棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定 (1)×(2)√ (3)/ (4)×(5)× 角度后，重力的力臂（阻力臂）逐渐变大。因为阻力 ○攻重难 (即重力)不变，阻力臂变大，动力臂不变，所以，由杠 例6090% 杆的平衡条件F1l1=Fzl2可知，动力F变大。 变式1150150【解析】由图可知n=2,绳子自由 变式A【解析】由杠杆的平衡条件可知GL1= 端移动的距离s=ns物=2×1m=2m,拉力做的总功 W。=Fs=100N×2m=200J,则滑轮组做的有用功 必2即F=C，由九何知识可知L,与L:之比始 W有=7W。=75%×200J=150J,地面对物体A的摩 终等于两边的杆长之比，即两力臂之比是常数。所以 _W在=150J=150N. 擦力f= 不论杠杆怎样变换位置，力F都是不变的。 s物1m ○探实验 变式2解：(1)拉力做的总功 【实验过程】 W。=Fs=120N×10m=1200J 水平不同阻力大小动力F 拉力做功的功率 【实验笔记】 P=W是=1200J=60w 静止匀速转动自重左右力臂大小 方 t 20$ 向乘积 (2)克服物体重力做的有用功 例【证据】左不能【解释】F,L1=F,L,【交流】 W有用=Gh=200N×5m=1000J (1)作用线小费力(2)杠杆自重对实验有影响 斜面的机械效率 【通关再问】 W有m×100%二200×100%≈83.36 (1)FzL2十F,L3(2)阻力和阻力臂的乘积保持不变 1=W。 (3)①零②C③大(4)右 (3)克服物体所受摩擦力做的额外功 ○刷真题 W颜=W总一W有用=1200J一1000J=200J 1.杠杆< 由W颜=fs可得物体受到的摩擦力 2.费力增大压力3.杠杆 f=. 题_200J=20N 4.【设计实验与进行实验】(1)左(3)个数【分析与 10m 论证】一和二方向二刻度尺力的作用线 ⊙探实验 【解析【设计实验与进行实验】(1)图甲中杠杆左边 【实验过程】 高右边低，杠杆的重心偏右，应将平衡螺母向左调 重力竖直 初位置匀速末位置有用动 节使杠杆的重心移到中间位置。(3)为使实验结论 滑轮 具有普遍性，应多次实验，所以要改变力和力臂的 【实验笔记】 大小，可以通过改变钩码的个数来改变动力和阻力 大小高度距离物重动定同一重力 的大小。【分析与论证】根据前三组实验数据可以 例【证据】(1)匀速(2)0.480%【解释】(1)1、2 证明一、二两种猜想都是正确的。小明所做的实验 (2)2、3【交流】(1)不正确(2)C 参考答案 13 【通关再问】 ⑥接通⑦断开⑧大⑨无关⑩互不①正 (1)刻度尺 (2)总功150J (3)物重的倒数 电荷②10-6®各支路电流之和@电源 G (4)G+G×100%(5)错误1,2（或3、4） (6)变 ⑤10-3⑥220⑦阻碍⑧10©越长@越大 ④长度@定值电阻⑧导线@串联⑤阻值 小(7)牛顿第一定律(8)一 最大西越小⑦之和 ⊙刷真题 教材素材小练 1.0.2静止 1.吸引带电体能够吸引轻小物体2.正失去 2.B【解析】由第一个图可知，L1=L2,由杠杆平衡 3.不能可能（会）4.闭合断开串联 条件可得，F1=G;由第二个图可知，使用的滑轮组 5.导体串联 绳子的有效股数=3，则F:=C:由第三个图可 易错易混辨析 知，使用动滑轮时，动力作用在轴上，则F,=2G:由 (1)X(2)/ (3)×(4)×(5)/(6)× 第四个图可知，使用斜面时，斜面高是斜面长的 ○用仪器 ①磁场②指针偏转角度③串联④并联⑤试 半，则F=乞G。综上所述，F<F,<E,<F,故B 触⑥正⑦负 正确。 【课外应用】 3.CD【解析】由图可知，滑轮组的动滑轮上绕有4段 1.20mA调零（校零）2.B33.大4：1 绳子，则绳子自由端移动的距离s=4h=4×0.2m 4.电压0~2.5V1V =0.8m,A错误。不计滑轮装置自重、绳重和摩 ○攻重难 擦，地面对绳子的拉力F=G=×6N=1.5N: 例①串联 如图甲所示并联 如图乙所示 L 由于绳子对地面的拉力和地面对绳子的拉力是一 对相互作用力，因此绳子对地面的拉力为1.5N,B 错误。滑轮组对物体做的功W=Gh=6N×0.2m =1.2J,C正确。横梁受到6段绳子的拉力，所以 变式1不能能 横梁受到的拉力F懒=6F=6X1.5N=9N,D 变式2C【解析】A选项，S闭合时，铃响，灯被短 正确。 路，灯不亮，导线MN被扯断后灯亮且铃响，不符合题 4.BCD【解析】图中吊起动滑轮的绳子的段数n=3。 意。B选项，S闭合时，灯和铃并联，灯亮且铃响，导线 当钩码上升的高度为H时，绳子自由端移动的距离 为3H,则拉力所做的功W。=F×3H=3FH,A错 MN被扯断后，灯所在支路断路，此时铃响，灯不亮， 误。拉力做的有用功W用=GH,B正确。使用滑轮 不符合题意。C选项，S闭合时，铃被短路，灯亮，铃不 组时，需要克服动滑轮重力做额外功，故滑轮组的机 响，导线MV被扯断后灯和铃串联，此时灯亮且铃响， 械效率一定小于1，C正确。该滑轮组的机械效率7= 符合题意。D选项，S闭合时，灯和铃并联，灯亮且铃 响，导线N被扯断后，铃所在支路断路，此时灯亮， W者题X100%=3F石X100%-=G 3下X100%,D正确。 铃不响，不符合题意。 5.解：(1)箱子受到的重力 例2=< G=mg =20 kgX10 N/kg=200 N 变式32.4【解析】由图可知，L1、L2并联，电流表 (2)有用功W有用=Gh=200NX1.2m=240J A1测干路电流，A2测通过L1的电流，电压表测L2两 总功W。=FL=100N×3m=300J 端的电压。电压表所选的测量范围是0~3V且指针 额外功W瓶外=W。一W有用=300J一240J=60J 满偏，由于并联电路中各支路两端的电压相等，因此 L,、L2两端的电压和电源电压都是3V。由于并联电 箱子受到的摩擦力f= W:=60J=20N 路中干路电流等于各支路电流之和，因此干路中电流 (3)斜面的机械效率 表的示数大于支路中电流表的示数，A,所选的测量 W里X100%=240 =300号×100%=80% 范围是0~3A,示数为3A:A2所选的测量范围是0 ~0.6A,示数为0.6A。则通过L1的电流是0.6A, (4)①减小斜面的摩擦力；②减小斜面的坡度。（合 通过L2的电流I2=I一I1=3A一0.6A=2.4A。 理即可) 例3如下图所示 模块四 电（磁）学 第十三讲电路电流电压电阻 ○过考点 ①转移②橡胶棒③是否带电④电能⑤控制 14 。己·己6江西物理